(57)【要約】【課題】インク等の液体を無駄に排出することなく、液体通路内のインクに含まれる固形成分の沈殿を防止することができる液体噴射装置を提供すること。【解決手段】液体を噴射するノズル５５Ａ等を有する液体噴射ヘッド３０と、液体を蓄えている液体貯蔵部２等と、液体貯蔵部２等から液体をノズル５５Ａ等に供給する液体通路と、液体通路内の液体中に浮遊し、液体の流動に伴って液体の中を移動して液体を攪拌する液体攪拌手段７０とを有する液体噴射装置１０。【選択図】図４
2006218680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
前記液体を蓄えている液体貯蔵部と、
前記液体貯蔵部から前記液体を前記ノズルに供給する液体通路と、
前記液体通路内の前記液体中に浮遊し、前記液体の流動に伴って前記液体の中を移動して前記液体を攪拌する液体攪拌手段と
を有する液体噴射装置。
【請求項２】
前記液体通路は、前記液体の異物をろ過するためのフィルタを備えるフィルタ室を有し、
前記液体攪拌手段は、前記フィルタ室内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記液体攪拌手段の形状は、遇角部を含む形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記液体攪拌手段は、その表面に複数の突出部を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記液体攪拌手段は、中空部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射する液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターゲットに対して液体を噴射させる液体噴射装置として、記録ヘッドから記録媒体に対してインク滴を噴射させて印刷を行うインクジェット式記録装置が知られている。
そして、このようなインクジェット式記録装置は、インクカートリッジからインクの供給を受けるインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドに対して相対的に移動させる紙送り手段を備え、インクジェット式記録ヘッドをキャリッジ上で記録用紙の幅方向に移動させながら記録ヘッドのノズルから記録媒体に対してインク滴を吐出させることによって、所望の文字や図形等の画像を記録する。
そして、上述のインクカートリッジとインクジェット式記録ヘッドの接続部にはインクに混入した異物を除去する等の目的ために、フィルタを有するフィルタ室が設けられている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
長時間にわたってインクジェット式記録装置を使用しないで放置していると、フィルタ室内にインクは滞留し、インクに溶存している顔料等の固形成分がフィルタに沈殿する。そのため、フィルタ室内のインクは、固形成分が失われ本来の性質とは異なったものになってしまい、放置後に印刷を行った場合、色むらが生じたり、インクの吐出不良が生じるという問題があった。
また、沈殿する固形成分の量が多いと、フィルタが目詰まりして記録ヘッドへのインク供給量が減少しインクの吐出不良を招くという問題もあった。
【０００４】
このような問題を防止するために、記録ヘッドのノズルから吸引ポンプ等で強制的にイ
ンクを吸引し、フィルタ室内のインクを入れ替えるためのメンテナンスクリーニングが、定期的に実施されている。
【特許文献１】特開２００４−１２２３９８号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のメンテナンスクリーニングによって、液体通路と記録ヘッドのノズルに存在するインクが無駄に排出される場合があるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は上記問題を解消し、インク等の液体を無駄に排出することなく、液体通路内のインクに含まれる固形成分の沈殿を防止することができる液体噴射装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するためになされた本発明の液体噴射装置は、液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、前記液体を蓄えている液体貯蔵部と、前記液体貯蔵部から前記液体を前記ノズルに供給する液体通路と、前記液体通路内の前記液体中に浮遊し、前記液体の流動に伴って前記液体の中を移動して前記液体を攪拌する液体攪拌手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
液体噴射装置の液体通路の中に存在する液体の中には、液体攪拌手段が浮遊している。液体噴射装置のノズルが液体の噴射を開始すると、液体攪拌手段は液体の流動に伴って移動する。液体中を移動する液体攪拌手段の周囲には、液体の抵抗により渦が発生し、液体が攪拌される。液体通路の底部に沈殿していた固形成分、たとえば顔料は渦により巻き上げられて液体の中に拡散する。
このように構成されているため、本発明の液体噴射装置によれば、液体の強制的な吸引等により液体を無駄にすることなく、液体中の固形成分が沈殿することを防ぐことができる。
【０００９】
ここで、前記液体通路は、前記液体の異物をろ過するためのフィルタを備えるフィルタ室を有し、前記液体攪拌手段は、前記フィルタ室内に配置されていることが望ましい。
このように構成されているため、液体攪拌手段は、フィルタ上に沈殿した固形物を液体に拡散し、フィルタに目詰まりが生ずるのを防止することができる。
【００１０】
また、前記液体攪拌手段の形状は、遇角部を含む形状であることが望ましい。
このように構成されているため、液体攪拌手段の移動に伴って生ずる渦を効果的に発生させることができ、高い攪拌効果を得ることができる。
【００１１】
また、前記液体攪拌手段は、その表面に複数の突出部を有していることが望ましい。
このように構成されているため、液体攪拌手段の移動に伴って生ずる渦を効果的に発生させることができ、高い攪拌効果を得ることができる。
【００１２】
また、前記液体攪拌手段は、中空部を有することが望ましい。
このように構成されているため、中空部の大きさを変化させることにより液体攪拌手段全体としての比重を調整することができ、液体よりも比重の大きい材料でも液体攪拌手段を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態であるインクジェット式記録装置１０等を示す概略図である。
図１に示すインクジェット式記録装置１０は液体噴射装置の一例であり、インクジェットプリンタとも呼ばれている。インクジェット式記録装置１０は、本体部１を有している。この本体部１は、プラテン１２、キャリッジ１４、ガイドレール１７、インククリーニング装置２０、記録ヘッド３０を備えている。記録ヘッド３０は、液体噴射ヘッドの一例であり、印刷ヘッドとも言う。
【００１５】
図１に示すインクジェット式記録装置１０は、いわゆるオンキャリッジ型の記録装置であり、キャリッジ１４の上部には、複数のインクカートリッジ２，３，４，５が着脱可能に装着されている。キャリッジ１４の下部には、上述の記録ヘッド３０が設けられている。
インクカートリッジ２等には液体、例えばインクが蓄えられている。すなわち、インクカートリッジ２等は液体貯蔵部の一例である。
キャリッジ１４は、プーリ１９Ａ及びプーリ１９Ｂにかかっているエンドレス状のベルト１５を介して、モータ１６に接続されている。モータ１６が作動することによって、キャリッジ１４と記録ヘッド３０はガイドレール１７に沿ってプラテン１２の軸方向である主走査方向Ｔに直線往復走行する。
【００１６】
ガイドレール１７の一方の端部である非印刷領域には、ホームポジション１８が位置している。このホームポジション１８には、本体部１の上にインククリーニング装置２０が配置されている。このインククリーニング装置２０は、液体クリーニング装置の一例でありキャッピングシステムもしくはキャッピング手段とも呼んでいる。
後述のフィルタ室６５（図３参照）に気泡が混入したり、あるいはインクに溶存気体が存在して気泡に成長すると、インクの正常な流れが阻害される場合がある。また、インクに含まれる固形成分、たとえば顔料が沈殿し、インク室内に滞留しているインクの成分が変質する場合もある。
このような場合に、インククリーニング装置２０は、後述のノズルプレート面６１（図２参照）を封止して、吸引ポンプ１９からの負圧を後述のノズル開口５５Ａ〜５５Ｄ（図２参照）に作用させてノズル開口５５Ａ〜５５Ｄからインクを強制的に吸引して排出させることで、インクの強制排出をしてメンテナンスクリーニングを実施する。
【００１７】
図２は、図１に示す記録ヘッド３０の構造例を示す概略断面図である。
インクジェット式記録装置１０は、特にカラープリンタとして用いられる場合には、この記録ヘッド３０は、種類の異なる複数種類のインクを吐出するために、インクの種類ごとに独立したインク経路５０を有している。
【００１８】
各インクカートリッジ２，３，４，５からのインクは、インク供給針５０Ａを介してインク経路５０に流入する。インクの種類ごとに独立したインク経路５０は、それぞれ複数の圧力室５１に接続されている。各圧力室５１には、各ノズル開口列５４Ａ〜５４Ｄが接続されている。圧力室５１から押し出されたインク滴が、ノズルプレート面６１に設けられたノズル開口列５４Ａ〜５４Ｄのノズル開口５５Ａ〜５５Ｄから吐出される。このノズル開口５５Ａ〜５５Ｄは、ノズルの一例である。
インク供給針５０Ａの内部、インク経路５０及び圧力室５１は、インクカートリッジ２〜５からのインクをノズル開口５５Ａ〜５５Ｄに供給する通路であり、液体通路の一例である。
記録ヘッド３０がノズル開口５５Ａ〜５５Ｄからインクを吐出しつつ、図１の主走査方向Ｔに直線往復走行することで、用紙２９等の記録媒体上に文字等を記録することができる。
【００１９】
図３は、図２の破線部Ｐの概略拡大図である。
図３に示すように、インク供給針５０Ａと記録ヘッド３０の接続部にはフィルタ室６５が構成されており、インク中の異物や気泡を除去するために、フィルタ６３が配置されている。フィルタ６３は例えば、金属メッシュで構成されているが、不織布等で構成されていてもよい。
図３に示すように、フィルタ室６５はフィルタ６３を境界として、インク供給針５０Ａの内部空間であってインクカートリッジ２等の側に配置される第１フィルタ室６５ａと、ノズル開口５５Ａ〜５５Ｄ側に配置される第２フィルタ室６５ｂを有する。
図３に示すように、第１フィルタ室６５ａには、攪拌用浮遊体７０が少なくとも１個配置されている。攪拌用浮遊体７０は、インクの流れに伴ってインク内を浮遊してインクを攪拌する、液体攪拌手段の一例である。
【００２０】
図４および図５は、攪拌用浮遊体７０の動作を説明する概略図である。
インク供給針５０Ａの上部には、開口部６６が設けられている。印刷が開始されるとインクは、開口部６６から第１フィルタ室６５ａに流入し、たとえば図４の流線Ｒ１に沿って下方に流れる。流線Ｒ１がフィルタ６３に達すると、流線Ｒ１に沿って流れていたインクの大部分はフィルタ６３を通過し流線Ｒ２に沿って第２フィルタ室６５に流入する。インクの流れの一部は、フィルタ６３で反射して流線Ｒ３に沿って図の上方に流れていく。
印刷が行われている間、攪拌用浮遊体７０は、このようなインクの流れに乗り第１フィルタ室６５ａの中を移動する。
フィルタ６３の上には、印刷動作が停止していて、インクがフィルタ室６５に滞留していた間に沈殿した固形物７２が付着している。
【００２１】
図５は、図４の破線部Ｑの拡大図である。攪拌用浮遊体７０がインクの流れに乗って、フィルタ６３の付近に移動してきた状態を示している。攪拌用浮遊体７０は、移動に伴ってインクの抵抗を受け、その下側（流線Ｒ１の下流側）には渦７３が多数発生している。
渦７３は、フィルタ６３の上に沈殿している固形物７２に衝突し、固形物７２を巻き上げインクの中に拡散させる。
【００２２】
図６は、攪拌用浮遊体７０の形状の例を示す概略図である。
上述のように、攪拌用浮遊体７０はインクの流れの乱れを利用して攪拌を行うから、インクの抵抗を受けやすい形状とすることが望ましい。
図６（ａ）は、形状を直方体とした攪拌用浮遊体７０ａを示している。攪拌用浮遊体７０ａは、１２ヶ所の遇角部８０を有している。
図６（ｂ）は、形状を３角錐とした攪拌用浮遊体７０ｂを示している。攪拌用浮遊体７０ｂは、６ヶ所の遇角部８１を有している。
図６（ｃ）に示す、攪拌用浮遊体７０ｃは、略球形の本体部８２を有していて、その表面には多数の突出部８３が設けられている。
攪拌用浮遊体７０の材質は、インクとの化学反応を起こしにくいもの、たとえばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン等とすることが望ましい。
【００２３】
図７は、中空部を有している攪拌用浮遊体の例を示す概略図である。
図７（ａ）は、攪拌用浮遊体７０ｄの側面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。攪拌用浮遊体７０ｄの外観は、両端部が縮径してふさがれている略円筒状をしている。隔壁８４の内部は空洞８５となっていて、空気が封入されている。空洞８５は、中空部の一例である。
【００２４】
攪拌用浮遊体の比重がインクと著しく異なっていると攪拌用浮遊体は、フィルタ室の上部（図４の開口部６６の側）または下部（図４のフィルタ６３の側）に偏ってしまい、インクの流れに従って浮遊しなくなってしまう。こうなるとインクの流れを阻害することになり、また、インクを攪拌してフィルタ６３に沈殿している固形物を拡散するという効果も十分得られなくなってしまう。
そのため、攪拌用浮遊体７０の比重をインクの比重と近い数値とする必要がある。攪拌用浮遊体の形状は充実形状とし材質をインクの比重に近い比重を持つものとしてもよいが、図７の攪拌用浮遊体７０ｄのように中空部を持つ形状とすれば、隔壁部の肉厚ｔを調整することにより、全体としての比重を調整することができる。そのため、インクよりも相当大きな比重を持つ材料、たとえば金属でも攪拌用浮遊体を形成することができる。
【００２５】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態のインクジェット式記録装置１００について説明する。第２の実施の形態におけるインクジェット式記録装置１００は、上記第１の実施形態のインクジェット式記録装置１０と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【００２６】
図８は、インクジェット式記録装置１００を示す概略平面図である。
図８に示すように、インクジェット式記録装置１００は、第１の実施形態のインクジェット式記録装置１０と異なり、インクカートリッジ１０５はキャリッジ１０２に搭載されておらず、クリーニング部１１７及びキャッピング部１１８のさらに外側（図８における右側）に配置されている。そして、インクカートリッジ１０５に格納されているインクは、インク供給チューブ１０７及び圧力ダンパ１０６を介して記録ヘッド１０４に供給されるように構成されている。
【００２７】
図９は圧力ダンパ１０６のＢ−Ｂ線（図８参照）概略断面図である。
図９に示すように、圧力ダンパ１０６は、凹状の空間１６０を有する基部１６１と、空間１６０を外部と隔離する隔壁である弾性シート１６４、及び、記録ヘッド１０４と連通する接続流路１６８を有する。空間１６０と接続流路１６８の接続部には、フィルタ１６５が配置されている。
上述の弾性シート１６４がインクの圧力変動に応じて変形することによって、圧力ダンパはインクの圧力変動を吸収することができる。
【００２８】
図９に示すように、インクジェット式記録装置１００は、圧力ダンパ１０６の空間１６０内に少なくとも１個の攪拌用浮遊体７０（図４参照）を格納している。
攪拌用浮遊体７０がインク流れに伴って移動して、インクを攪拌し、底部１６２に沈殿していた固形物７２を再度インクの中に拡散する。
【００２９】
本発明は、インクジェット式記録装置としての上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。さらに、上述の各実施形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。また、本発明は、インクジェット式記録装置に限らず、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置、精密ピペットとしての試料噴射装置等にも適用できる。
【００３０】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態であるインクジェット式記録装置を示す概略図である。
【図２】記録ヘッドの構造例を示す概略断面図である。
【図３】図２の破線部Ｐの概略拡大図である。
【図４】攪拌用浮遊体のインク攪拌動作を説明する概略図である。
【図５】図４の破線部Ｑの概略拡大図である。
【図６】攪拌用浮遊体の形状例を示す概略図である。
【図７】攪拌用浮遊体の形状例を示す概略図である。
【図８】本発明の第２実施形態であるインクジェット式記録装置を示す概略平面図である。
【図９】圧力ダンパのＢ−Ｂ線（図８参照）概略断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
２，３，４，５・・・インクカートリッジ（液体貯蔵部の一例）、１０，１００・・・インクジェット式記録装置（液体噴射装置の一例）、３０・・・記録ヘッド（液体噴射ヘッドの一例）、５０・・・インク経路、５０Ａインク供給針、６３・・・フィルタ、６５・・・フィルタ室、６５ａ・・・第１フィルタ室、６５ｂ・・・第２フィルタ室、７０・・・攪拌用浮遊体（液体攪拌手段の一例）、７２・・・固形物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006218680.tif 000009
【図８】
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【図９】
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